Części drukowane 3D PEEK i aluminium sprawdzone pod kątem zastosowania w środowiskach o ultra wysokiej próżni

Zastosowanie technologii wytwarzania dodatków w środowisku próżni było ograniczone ze względu na porowatość materiału i dodatki stosowane w technikach produkcyjnych. W artykule zatytułowanym "Zastosowanie technologii AM dla komponentów WN i UHV" grupa badaczy pracujących w Diamentowym źródle światła testuje komponenty PEEK 3D drukowane przez FDM i elementy metalowe 3D drukowane przez DMLS wewnątrz ultra-wysokiej próżni ( UHV).

Naukowcy przetestowali 19 próbek PEEK o gęstości zabudowy 100% i powierzchniach po 1,42 cm2.

"Badanie próbek nieoczyszczonych, dostarczonych bezpośrednio od dostawcy, szybkość odgazowywania osiągnęła 1,33 x 10-6 mbar l s-1 cm-2 ", stwierdzają naukowcy. "Czyszczenie ultradźwiękowe w IPA (alkoholu izopropylowym) zwiększyło odgazowywanie do 1,7 x 10-6 mbar l s-1 cm-2. Po pieczeniu w temperaturze 150 ° C przez 12 godzin szybkość odgazowywania znacznie się poprawiła do 3,98 x 10-11 mbar l s-1 cm-2, spełniając nasze specyfikacje do stosowania w UHV. "

Wyniki porównywały korzystnie do obrabianego PEEK składników i, według naukowców, może być potencjalnie upieczony dłużej, aby poprawić tempo odgazowywania. Zamówili również siedem komponentów z tego samego źródła, z których pięć zostało poddanych kontroli wizualnej i wymiarowej. Znaleziono kilka problemów, w tym słabe wykończenie powierzchni, nieprzewidywalne zniekształcenia i nieprzewidywalny skurcz składników.

"Szczegółowe raporty z inspekcji zostały przeprowadzone na komponentach przy użyciu CMM" - kontynuują naukowcy. "Chociaż wiele cech cechowało się w granicach tolerancji, komponenty B, C i D były zniekształcone i wypaczone nawet o 1 mm w skrajności. Komponent E nie wykazywał oznak wypaczenia i większości wymiarów w granicach ± ​​0,1 mm. Komponent A nie wykazywał żadnych oznak wypaczenia, ale jego średnica wewnętrzna wynosiła 1 mm, a średnica zewnętrzna kołnierza 0,5 mm przewymiarowała się. "

Następnie badano naczynie wykonane z metalu przy użyciu DMLS. Wystąpiło kilka błędów kompilacji i problemów z pierwszym prototypem, które następnie zostały poprawione w późniejszej wersji. Po uzyskaniu ostatecznego prototypu, naukowcy przetestowali go w środowisku próżni.

"Prototypowe naczynie po modyfikacji, przyklejeniu i spawaniu osiągnęło podciśnienie 10-5 mbar, znacznie przekraczające początkową specyfikację 10 mbar, a teraz przekraczając nową specyfikację dla statku 10-4 mbar "- stwierdzają naukowcy. "Naczynie to zostało tylko wyczyszczone alkoholem jako pompą i pieczenie nie było możliwepowierzchnie ... Naczynie produkcyjne zainstalowano na stacji końcowej VMXm w maju 2018 r., gotowe do pierwszego eksperymentu. Żadne problemy nie zostały jeszcze odkryte, a próżnia osiągnęła 10-6 mbar komfortowo. "

Podsumowując, naukowcy podsumowują, podczas gdy druk 3D przeszedł długą drogę," nie zawsze jest to rozwiązanie, które jest pęknięte być ". Jakość komponentów PEEK nie była" do zera "dla wielu aplikacji. Proces jest jednak tani i oferuje szybki zwrot kosztów. Elementy drukowane w 3D były kompatybilne w próżni i przetrwały proces czyszczenia. Można było uzyskać złożoną geometrię, ale wyniki końcowe były nieprzewidywalne. Komponenty z nadrukiem 3D PEEK nie są jeszcze gotowe, jak twierdzą badacze, do użycia jako substytut dla obrabianych elementów PEEK, ale mogą być użyte jako szybka wymiana, gdy geometria nie jest krytyczna.

"Z drugiej strony DMLS oferuje możliwość produkcji bardzo złożonego naczynia próżniowego w aluminium szybciej i taniej niż konwencjonalne metody odpowiednie dla HV - dodają. "Zmiana materiału na stal nierdzewną lub pokrycie powierzchni uszczelnienia pozwoli na zastosowanie uszczelek metalowych, a pojemnik będzie mógł być używany w aplikacjach UHV 10-10 mbar."

Autorzy artykułu obejmują A Stallwood, G. Duller i D. Butler.